脂肪營養不良綜合征是一類以脂肪組織完全或部分缺失(脂肪萎縮)為特征的異質性疾病，具有嚴重的胰島素抵抗和代謝缺陷。這類疾病通常源于罕見的蛋白質編碼突變，導致脂肪組織功能障礙?？煞譃橄忍煨院瞳@得性，脂肪丟失的程度與代謝異常的嚴重度有關。臨床上，重度脂肪營養不良患者具有嚴重的胰島素抵抗和一組特有表現，如重度高脂血癥、進行性肝病和代謝率增高，獲得性和先天性脂肪營養不良還可能出現蛋白尿性腎病。

前脂肪細胞中的Tmem120a基因敲低使脂肪生成和脂質積累減少了約30%，與其副log Tmem120b聯合敲低使脂肪生成和脂質積累減少了約60%；且TMEM120A在雙重敲低3T3-L1細胞中的重表達比TMEM120B具有更好的脂肪性挽救效果，表明TMEM120A在脂肪生成中的主導作用¹。目前研究發現Tmem120a 的敲低會引起脂肪細胞代謝至關重要的幾個基因表達量的降低，但對小鼠肥胖和代謝的具體影響尚不明確，因此研究Tmem120a 缺失對基因組組織的脂肪特異性模式具有重要意義。

研究思路及方法

背景

研究發現Tmem120a的敲低，會引起脂肪細胞代謝至關重要的幾個基因表達量的降低，減少脂肪生成和脂質積累?；蚪M組織與肥胖的相關性表明，關鍵的促脂肪基因FABP4，PPARG，CREB和CEBPB在脂肪發生中從NE到核內部的重新定位²。

方法

用純合子條件性Tmem120a敲除小鼠與攜帶脂聯素啟動子的Adipoq-Cre小鼠雜交，獲得特異性敲除成熟脂肪細胞Tmem120a的小鼠。通過對其進行飲食干預，測量其體重變化；通過葡萄糖（GTT）和胰島素耐量試驗（ITT）評估其代謝情況。

用laminB1-Dam甲基化酶慢病毒轉導3T3-L1細胞的野生型和Tmem120a敲低細胞系獲得甲基化的脂肪細胞系，富集Dam甲基化DNA測序，來鑒定層相關結構域（LADs），研究基因的定位情況。并通過對Tmem120a特異性敲除小鼠、敲低Tmem120a和Tmem120b基因的穩定3T3-L1 shRNA細胞系等的相關樣本，進行RNA-seq、蛋白質印跡分析、qPCR定量檢測、組織特異性基因富集分析、3D熒光原位雜交（FISH）和基因定位分析等，研究基因的表達、定位變化。

研究結果及結論

結果

脂肪細胞特異性 Tmem120a 敲除小鼠，雌性突變小鼠出現代謝異常，高脂飲食組出現脂肪營養不良、胰島素抵抗和細胞呼吸變化。對脂肪細胞數目和脂肪滴大小的觀測發現Ad-Tmem120a中脂肪細胞的生成沒有損失，細胞的脂肪滴大小大大增加。Ad-Tmem120a的損失對雄性小鼠沒有影響，無論是整個脂肪還是瘦體重或單個脂肪庫。RNA-Seq結果進一步證實了Ad-Tmem120a小鼠的表型變化，GO分析顯示下調基因與新陳代謝密切相關，總下調基因中有40%具有新陳代謝功能；上調表達的基因多是促肌原蛋白或抑制脂肪發生的因子。

富集甲基化的3T3-L1細胞DNA測序及層相關結構域（LADs）鑒定發現，3.9%的基因組在丟失的LAD中。將改變位置的基因和分化過程中改變表達的基因取交集，發現約10%改變位置的基因也改變了表達。高通量qPCR在對照和敲除小鼠iWAT中測定717 miRNA的水平，在79個上調的miRNA中，有45個與Ad-Tmem120a相關；81個水平降低的miRNA中，有60個與Ad-Tmem120a相關。

為進一步驗證基因位點的改變，選擇5個表達變化最大的肌源基因進行定位，發現這些基因在小鼠脂肪生成中從核內部重新定位到NE，并且在Ad-Tmem120a中未能重新定位。綜上可見小鼠的Tmem120a 敲除引起了廣泛的分子缺陷，包括轉錄變化、microRNA 失調和染色質改變。

結論

研究表明了Tmem120a缺失引起脂肪營養不良綜合征的病理機制：Tmem120a缺失改變了多個基因的位置，致使多個基因表達缺陷，特別是減少脂肪代謝基因的表達和激活/抑制肌肉基因，引發潛在的脂肪營養不良。

吉凱基因：該研究中應用的與Adiponectin-Cre 鼠配套使用的AAV病毒、甲基化慢病毒吉凱基因均可以提供，此外吉凱基因還提供通量測序服務、蛋白質組學測序及分析服務。

病毒實驗幫